JP6001960B2 - 配光特性測定装置および配光特性測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置および配光特性測定方法に関する。

光源から照射される光の特性の一つとして、配光特性が知られている。配光特性は、光源による光度（あるいは、輝度）の空間分布を意味する。配光特性としては、絶対値配光および相対値配光のいずれもが使用される。絶対値配光は、光度の絶対値の空間分布を測定したものであり、光源が発生する全光束を求めるような場合などに利用される。一方、相対値配光は、光度の相対値の空間分布を測定したものであり、配光パターンを求めるような場合などに利用される。一般的に、複雑な配光パターンを有する光源や、その特性が未知の光源について、その配光特性を測定することは、容易ではない。このような配光特性の測定方法や測定装置に関して、以下のような先行技術が知られている。

特開昭６２−２５０３２５号公報（特許文献１）は、被測定物を固定し、その周りを鏡が回転し、その反射光を受光器で測定する方式の配光測定装置を開示する。

特開２００３−２４７８８８号公報（特許文献２）は、第１回転軸に関して回転自在の第１回転ステージと、第１回転軸に直交する第２回転軸に関して回転自在であって、第１回転軸から離間して第１回転ステージに保持された第２回転ステージと、第１および第２回転軸の交点に、発光面の中心を一致させて設けられた光源とを含む配光測定器を開示する。

特開平０９−２０３６９１号公報（特許文献３）は、複数の受光器を所定間隔で一列に配列した受光ユニットを、光の照射方向の前方で受光器の配列方向に対して直交方向に移動させ、配光パターンを測定する配光パターン等の測定方法を開示する。

特開２００１−１７４２５１号公報（特許文献４）は、測定対象物を鉛直方向の直線動作および水平回転動作させ得る第１のユニットと、測定機器を水平方向の直線動作、鉛直方向の直線動作およびこれら２方向で構成する平面上を回転する回転動作を行なわせる第２のユニットとを含む測定装置を開示する。

特開昭６２−２５０３２５号公報 特開２００３−２４７８８８号公報 特開平０９−２０３６９１号公報 特開２００１−１７４２５１号公報

配光特性の測定対象となる光源としては、ベビー電球のような小さなランプから車のヘッドライトのような大きなランプまでが想定される。発光面の比較的大きな光源の配光特性を測定する場合には、検出部と光源との間の距離（測定距離）を長くして、光源全体が含まれるように、検出部の撮像視野を拡大する必要がある。上述した先行技術では、発光面の比較的大きな光源の配光特性を測定しようとすると、装置が複雑化および大型化するといった課題があった。

本発明の目的は、装置構成を大きくすることなく、光源の配光特性を効率的に測定できる配光特性測定装置およびその装置に適した配光特性測定方法を提供することである。

本発明のある局面に従えば、光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置が提供される。配光特性測定装置は、光源からの光を検出する検出部と、光源からの光を反射して検出部へ導くためのミラーと、検出部およびミラーを光源に対して相対移動させる移動機構と、光源から検出部までの光路長を維持しつつミラーを回転させる回転機構と、光源に関して、検出部およびミラーを複数の測定位置に配置するとともに、各測定位置においてミラーを異なる角度に回転させることで検出部によって検出される複数の測定結果に基づいて、光源の配光特性を算出する演算部とを含む。

好ましくは、回転機構は、ミラーが第１の回転角度にある場合の検出部の撮像視野と、ミラーが第２の回転角度にある場合の検出部の撮像視野とが互いに重複しないように、ミラーの回転角度を制御する。

好ましくは、演算部は、ミラーの回転角度に関連付けて、検出部の光源に対する見込み角を算出する。

好ましくは、配光特性測定装置は、検出部の焦点を光源の発光面に合わせるためのレンズをさらに含む。

好ましくは、検出部およびミラーは、一体として、光源を中心とする第１軸および第２軸に関して回転可能に構成され、回転機構は、ミラーを第１軸および第２軸の少なくとも一方と平行な軸に関して回転させる。

好ましくは、配光特性測定装置は、ミラーから検出部までの光路上に配置される第２のミラーをさらに含む。

好ましくは、検出部は、ミラーの回転中心に対して、所定の所定規則に従って配置された複数の検出面を含む。

さらに好ましくは、回転機構は、ミラーの回転中心について隣接する２つの検出面がなす角度の半分の角度ずつ、ミラーを回転させる。

本発明の別の局面に従えば、光源の配光特性を測定するための配光特性測定方法が提供される。配光特性測定方法は、光源に関して、光源からの光を検出する検出部、および、光源からの光を反射して検出部へ導くためのミラーを、光源に対して相対移動させることで、複数の測定位置に配置するステップと、各測定位置において、光源から検出部までの光路長を維持しつつミラーを異なる角度に回転させるステップと、検出部によって検出される複数の測定結果に基づいて、光源の配光特性を算出するステップとを含む。

本発明によれば、装置構成を大きくすることなく、光源の配光特性を効率的に測定できる。

本実施の形態に従う配光特性測定装置の全体構成を示す模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の電気的構成を示す模式図である。 図２に示すコンピュータの内部構成を示す模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置における撮像範囲および測定距離を説明するための図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の光学系の違いを説明するための模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の回転平面ミラーの違いを説明するための模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の検出部としてラインセンサーを用いた構成を示す模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の検出部としてラインセンサーを用いた構成における見込み角の算出方法を説明するための図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の検出部としてエリアセンサーを用いた構成を示す模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の検出部としてエリアセンサーを用いた構成における見込み角の算出方法を説明するための模式図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の検出部としてエリアセンサーを用いた場合のＸ座標値の算出手順を説明するための図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置の検出部としてエリアセンサーを用いた場合のＸ座標値の算出手順を説明するための図である。 本実施の形態に従う配光特性測定装置を用いた配光特性測定の全体処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に従う配光特性測定装置を用いた配光特性測定の別の全体処理手順を示すフローチャートである。 図１３および図１４のステップＳ８に示すデータ格納処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１５に示す撮像範囲内の観測点の選択処理および測定値の取得処理を説明するための図である。 図１５に示す測定空間座標値の算出処理を説明するための図である。 図１５に示す測定角度の算出処理を説明するための図である。 図１５に示す測定角度の算出処理を説明するための図である。 図１５に示す測定撮像座標値の算出処理を説明するための図である。 図１５に示す測定値の取得処理および格納処理を説明するための図である。 図１５に示す測定値の取得処理および格納処理を説明するための図である。 図１３および図１４のステップＳ１１に示す照度算出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図２３に示す照度算出位置の決定処理を説明するための図である。 図２３に示す照度算出位置に対する観測点の見込み角度の算出処理を説明するための図である。 図２３に示す見込み角度の輝度の検索処理を説明するための図である。 図２３に示す観測点における輝度の算出処理を説明するための図である。 図２３に示す照度格納データへの光度の加算処理を説明するための図である。 本実施の形態の変形例に従う配光特性測定装置の要部を示す模式図である。 本実施の形態の変形例に従う配光特性測定装置における検出部の配置例を示す図である。 図３０に示す配置例において、回転平面ミラーを回転させた場合の撮像範囲の変化を説明するための図である。 本実施の形態の変形例に従う配光特性測定装置を用いて色度演算を行なう場合の構成例について説明するための図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

本実施の形態においては、主として、サンプル光源（以下、単に「光源」とも称す。）の配光特性（典型的には、配光輝度特性）を測定するための配光特性測定装置について例示する。但し、本実施の形態に従う配光特性測定装置は、単なる配光特性に限られず、配光特性から算出される、光源の色度および波長情報、ならびに光源から照射される全光束などの各種光学特性を測定することもできる。本実施の形態に従う配光特性測定装置は、例えば、照明器具の配光特性の測定、ランプの照度検査、ディスプレイの視野角特性の測定などに応用される。

＜Ａ．配光特性測定装置の装置構成＞
まず、本実施の形態に従う配光特性測定装置の装置構成について説明する。本実施の形態に従う配光特性測定装置は、主として、光源のニアフィールド配光特性を測定する。後述するように、ニアフィールド配光特性は、光源の発光面の各位置において、いずれの方向に、いずれの強度で発光しているかを示す。

図１は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の全体構成を示す模式図である。図１を参照して、配光特性測定装置１は、光源１０の周囲を回転移動可能なゴニオメータ、またはそれに類する機構を有する。具体的には、配光特性測定装置１は、Ｘ軸に関して回転可能に配置されたＬ字状のベース部２と、ベース部２の一辺と連結され、Ｘ軸に直交するＹ軸に関して回転可能に配置された支持部３とを含む。光源１０は、Ｘ軸とＹ軸との交点を中心として配置される。

支持部３には、光源１０からの光を検出する検出部８が配置される。検出部８の入射側にはレンズ７が配置されている。支持部３には、アーム４を介して回転平面ミラー５がさらに配置されている。回転平面ミラー５は、光源１０から照射される光を反射して（折り返して）検出部８へ導く。回転平面ミラー５は、光源１０から検出部８までの光路長を維持しつつ、アーム４上の点に関して回転可能に構成されている。すなわち、回転平面ミラー５は、Ｘ軸および／またはＹ軸と平行な軸に関して、所定角度の範囲で回転可能に配置されている。回転平面ミラー５が回転することで、検出部８の撮像視野を変化させることができる。

光源１０から照射された光を回転平面ミラー５で反射して検出部８へ直接導くようにしてもよいが、図１に示す構成においては、回転平面ミラー５から検出部８までの光路上に固定平面ミラー６（第２のミラー）が配置されている。固定平面ミラー６を用いることで、検出部８を支持部３の長手方向に沿って配置することができ、装置をより小型化できる。さらに、光源１０からの光を回転平面ミラー５および固定平面ミラー６でそれぞれ反射させることで、検出部８に入射する際の偏光を解消できる。

配光特性測定装置１において、ベース部２がＸ軸に関して回転し、支持部３がＹ軸に関して回転することで、アーム４上に配置されている検出部８および回転平面ミラー５が光源１０に対して相対移動する。すなわち、検出部８および回転平面ミラー５は、一体として、光源１０を中心とするＸ軸（第１軸）およびＹ軸（第２軸）に関して回転可能に構成される。そして、固定平面ミラー６は、Ｘ軸（第１軸）およびＹ軸（第２軸）の少なくとも一方と平行な軸に関して回転する。以下に説明する典型的な実施の形態においては、固定平面ミラー６がＹ軸と平行な軸に関して回転する構成を示す。

配光特性測定装置１は、ベース部２をＸ軸に関して回転させるＸ軸モーター１１および支持部３をＹ軸に関して回転させるＹ軸モーター１２をさらに含む。すなわち、ベース部２をＸ軸に関して回転させるＸ軸モーター１１、支持部３をＹ軸に関して回転させるＹ軸モーター１２、およびこれらのモーターを制御するコンピュータ（後述する）が、検出部８および回転平面ミラー５を光源１０に対して相対移動させる移動機構に相当する。

この移動機構を用いて、検出部８および回転平面ミラー５を光源１０に対して複数の測定位置に配置する。そして、検出部８および回転平面ミラー５を複数の測定位置に配置することで、異なる入射角から見た、光源１０の表面輝度（照度）が測定される。

配光特性測定装置１は、Ｘ軸および／またはＹ軸と平行な軸に関して、回転平面ミラー５を回転させる回転ミラー用モーター１３をさらに含む。すなわち、回転ミラー用モーター１３および回転ミラー用モーター１３を制御するコンピュータ（後述する）が、光源１０から検出部８までの光路長を維持しつつ回転平面ミラー５を回転させる回転機構に相当する。配光特性測定装置１は、各測定位置において、回転平面ミラー５を異なる角度に回転させることで、複数の測定結果を測定する。これらの測定結果の間では、検出部８の光源１０に対する撮像視野は互いに異なったものとなる。すなわち、回転機構は、回転平面ミラー５がある回転角度（第１の回転角度）にある場合の検出部８の撮像視野と、回転平面ミラー５がその次の回転角度（第２の回転角度）にある場合の検出部８の撮像視野とが互いに重複しないように、回転平面ミラー５の回転角度を制御する。

配光特性測定装置１は、これらの各測定位置において測定される複数の測定結果に基づいて、光源１０の配光特性を算出する。この算出処理は、演算部として機能するコンピュータによって実現される。すなわち、コンピュータは、光源１０に関して、検出部８および回転平面ミラー５を複数の測定位置に配置するとともに、各測定位置において回転平面ミラー５を異なる角度に回転させることで検出部８によって検出される複数の測定結果に基づいて、光源１０の配光特性を算出する。

検出部８は、点センサー、１次元センサー、および２次元センサーのいずれでもあってもよい。点センサーとしては、典型的には、ダイオードなどの受光素子が用いられる。１次元センサーとしては、典型的には、複数の受光素子を一列に配置したラインセンサーなどが用いられる。２次元センサーとしては、典型的には、ＣＣＤ（Charged Couple Device）イメージセンサーや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサーといったエリアセンサーが用いられる。後述するように、検出部８の方式（すなわち、検出面の大きさ）に応じて、回転平面ミラー５の回転量などが最適化される。

＜Ｂ．配光特性測定装置１の電気的構成＞
次に、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の電気的構成について説明する。

（ｂ１：配光特性測定装置１全体の電気的構成）
図２は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の電気的構成を示す模式図である。図２を参照して、配光特性測定装置１は、Ｘ軸モーター１１、Ｙ軸モーター１２、および回転ミラー用モーター１３、ならびに、検出部８に加えて、コンピュータ１００およびトリガー装置１１０を含む。

コンピュータ１００は、配光特性測定装置１の移動機構を制御するとともに、検出部８が撮像した画像データを処理する機能を有する。トリガー装置１１０は、光源１０に対する検出部８および回転平面ミラー５の相対位置、および、回転平面ミラー５の回転角度、に連動して、検出部８での撮像タイミングを管理する。トリガー装置１１０が提供する機能についてはコンピュータ１００に実装してもよいが、撮像タイミング（撮像位置）をより正確に制御する観点から、専用のハードウェア回路を含むトリガー装置１１０をコンピュータ１００とは別に配置することが好ましい。

より具体的には、コンピュータ１００は、Ｘ軸モーター１１、Ｙ軸モーター１２、および回転ミラー用モーター１３に対して、それぞれ駆動用コマンドを送出する。この駆動用コマンドは、Ｘ軸モーター１１、Ｙ軸モーター１２および回転ミラー用モーター１３の移動速度および／または目標位置などを含む。コンピュータ１００は、送信開始タイミングで駆動用コマンドを送出し、駆動用コマンドを受けたＸ軸モーター１１、Ｙ軸モーター１２、および回転ミラー用モーター１３は、それぞれ移動を開始する。Ｘ軸モーター１１、Ｙ軸モーター１２、および回転ミラー用モーター１３は、それぞれの回転量を示すモーター駆動パルスをトリガー装置１１０へ出力する。

トリガー装置１１０は、受信したそれぞれのモーター駆動パルスを所定数で分周して、Ｘ軸およびＹ軸における現在位置（角度）、および、回転平面ミラー５の回転角度をそれぞれ算出する。トリガー装置１１０は、予め定められた観測点に対応する角度間隔で、撮像を指示するトリガーパルスを検出部８へ出力する。

検出部８は、トリガー装置１１０からトリガーパルスを受信すると、撮像を行ない、その撮像によって取得された画像データをコンピュータ１００へ出力する。検出部８は、トリガー装置１１０からトリガーパルスを受信するたびに、撮像および画像データの送信を繰り返す。コンピュータ１００は、画像データの入力順序に基づいて、各画像データの測定位置（空間座標および回転角度）を特定する。そして、コンピュータ１００は、取得された画像データに対して、後述するような処理を行なうことで、光源１０の配光特性を算出する。

図２に示すような電気的構成を採用することで、複数の検出部８が配置された場合であっても、コンピュータ１００における撮像タイミングの制御に係る負荷は増加しないので、検出部８の設置台数についての制約は少なくなる。

（ｂ２：コンピュータ１００の電気的構成）
図３は、図２に示すコンピュータ１００の内部構成を示す模式図である。コンピュータ１００は、典型的には、汎用のパーソナルコンピュータで構成される。より具体的には、図３を参照して、コンピュータ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、主メモリ１０２と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０３と、通信インターフェイス（Interface：Ｉ／Ｆ）１０４と、表示部１０５と、入力部１０６とを含む。これらのコンポーネントは、バス１０７を介して互いに通信可能に接続されている。

ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０３などの格納されているプログラムを実行することで、本実施の形態に従う機能を実現するための処理部である。主メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１によるプログラムの実行に必要なワーキングエリアを提供する。このワーキングエリアには、プログラムに実行に必要な一時データや処理対象の画像データなどが格納される。ＨＤＤ１０３は、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムや処理の実行に必要なパラメータなどを不揮発的に記憶する。ＨＤＤ１０３にはＣＰＵ１０１で実行されるプログラムが予めインストールされる。このプログラムのインストールは、各種の方法を採用できる。例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）といった各種の記録媒体に格納されたプログラムを対応する装置で読み出してＨＤＤ１０３へ格納する方法、あるいはネットワークを介してプログラムをダウンロードする方法などを採用できる。

通信インターフェイス１０４は、他の装置とデータを遣り取りする。具体的には、通信インターフェイス１０４は、モーターに対して駆動用コマンドを出力するとともに、検出部８で撮像された画像データを受信する。

表示部１０５は、撮像された画像データや測定結果を表示する。具体的には、表示部１０５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などから構成される。入力部１０６は、ユーザからの操作を受付ける。具体的には、入力部１０６は、マウスやキーボードなどから構成される。コンピュータ１００には、必要に応じて、プリンタなどの他の出力装置が接続されてもよい。

本実施の形態に従う各種機能については、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することで提供される形態に代えて、その全部または一部を専用のプロセッサまたはＩＣ（集積回路）などを用いて実現するようにしてもよい。あるいは、専用のＬＳＩ（Large Scale Integration）などを用いて実現してもよい。

＜Ｃ．配光特性測定装置の利点＞
図１に示すように、本実施の形態に従う配光特性測定装置１は、１枚または複数枚のミラーを用いて光源１０からの光路を折り返すことで、装置を小型に維持しつつ、発光面の比較的大きな光源の配光特性を測定できる。すなわち、配光特性測定装置１の支持部３の回転軸（中心軸）から光源１０までの距離が短くても、その発光面が大きな光源１０を検出部８で撮像できる。

検出部８は相対的に重いコンポーネントであるが、図１に示すように、検出部８を支持部３の回転軸付近に配置することで、検出部８を回転駆動する軸に過度な負荷が掛かるのを回避できる。また、支持部３自体の構造も簡素化できるので、支持部３を回転駆動するための動力をより小さく抑えることができる。

図１に示す配光特性測定装置１においては、２枚のミラーを使用することで、光源１０から検出部８へ入力する光の偏光を解消できる。上述したように、検出部８の前段に配置された固定平面ミラー６を省略し、回転平面ミラー５で反射された光が検出部８へ直接入射するようにしてもよい。あるいは、より多くのミラーを用いて、光源１０からの光を検出部８へ導いてもよい。

図４は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１における撮像範囲および測定距離を説明するための図である。説明の便宜上、図４には、回転平面ミラー５で反射された光が検出部８へ直接入射するような構成を示す。また、レンズ７については図示していない。

図４を参照して、光源１０に対向する位置に配置された回転平面ミラー５は、光源１０から照射された光を検出部８へ導く。すなわち、回転平面ミラー５を用いることで、検出部８が光源１０に対応する虚像１０’を撮像するような光学系が構成される。

本実施の形態に従う配光特性測定装置１の構成を採用することで、支持部３を回転駆動するための軸に生じる負荷を軽減できるので、支持部３に複数の検出部８を配置することも容易になる。

検出部８が虚像１０’を撮像するような光学系が構成されるので、支持部３の回転半径を小さくしたとしても、実質的な測定距離を比較的大きく維持することができる。すなわち、本実施の形態に従う「ミラーで光路を折り返す」方法を採用しない場合には、同一の測定距離を維持するために、光源１０を図４に示す虚像１０’の位置に配置しなければならない。そのため、装置全体としては、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の約２倍の長さが必要となる。言い換えれば、本実施の形態に従う「ミラーで光路を折り返す」方法を採用することで、支持部３の回転半径の約２倍に相当する測定距離（光源１０から検出部８までの距離）を確保できる。また、撮像範囲は、測定距離と比例関係にあるので、測定距離が２倍であれば２倍（面積では、２倍×２倍＝４倍）の撮像範囲を確保できる。

本実施の形態に従う配光特性測定装置１は、回転平面ミラー５をＸ軸および／またはＹ軸と平行な軸に関して回転させることで、撮像範囲を拡大する。すなわち、回転平面ミラー５の回転角度と撮像範囲とは関連しているので、配光特性測定装置１は、回転平面ミラー５の回転角度を制御しつつ、各回転角度において撮像された画像データを対応する回転角度に応じて処理することで、光源１０の配光特性を算出する。

検出部８として、エリアセンサーでなく、ラインセンサーを用いた場合であっても、回転平面ミラー５を回転させつつ撮像することで、エリアセンサーを用いた場合と同様の２次元画像を取得できる。

このように、ゴニオメータのアーム４の先端に回転平面ミラー５を配置するとともに、アーム４の回転軸付近に検出部８を配置することで、回転平面ミラー５と検出部８との距離を確保するとともに、装置全体を小型軽量化できる。

＜Ｄ．配光特性測定装置の光学系の相違＞
次に、本実施の形態に従う配光特性測定装置１についての理解を深めるために、照度計を用いた配光特性測定装置との光学系の相違について説明する。図５は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の光学系の違いを説明するための模式図である。

（ｄ１：ファーフィールド配光特性：照度計を用いた方法）
照度計を用いた場合には、ファーフィールド配光特性を測定することになる。この場合には、図５（ａ）に示すように、光源の発光面から照射される光を照度計で直接受光することで、当該光源の照度を測定する。この照度測定においては、照度計の受光面において受光した光の強度を測定することになる。測定対象の光源から放射される光が発散光である場合、照度計と光源との間の距離を大きくすれば、照度計で受光される光は暗くなる。また、照度計における指向性（受光感度特性）は制御されないので、光源から放射される光は、遮るものがない限り、そのすべてが照度計で受光されることになる。

（ｄ２：ニアフィールド配光特性：輝度測定）
これに対して、本実施の形態に従う配光特性測定装置１は、ニアフィールド配光特性を測定することになる。この場合には、図５（ｂ）に示すように、レンズを用いて検出部における指向性が制御される。すなわち、光源から照射された光は、レンズで集光されて検出部に入射する。これは、検出部の焦点を光源の発光面に合わせることを意味しており、これにより、検出部は、光源の発光面の画像を捉えることになる。つまり、レンズを用いて検出部における指向性を制御された光源の発光面の明るさを測定することになり、当該光源の輝度を測定することになる。すなわち、配光特性測定装置１は、検出部の焦点を光源の発光面に合わせるためのレンズを含む。

レンズを用いて指向性を制御されたある立体角での光を捉えることになり、測定対象の光源から放射される光が発散光である場合であっても、照度測定とは異なり、検出部と光源との間の距離を大きくしても、検出部で受光される光は暗くならない。

つまり、図５（ａ）に示すような照度計を用いた配光特性測定装置は、光源全体から放射されて照度計に向かっていく光を受光するのに対して、図５（ｂ）に示すようなレンズを用いた配光特性測定装置は、ある特定の角度および立体角における光源１０の表面輝度を測定することになり、検出部が捉えた光は、指向性をもつこととなる。これによって、光源の発光面の各位置において、いずれの方向に、いずれの強度で発光しているかを測定できる。

＜Ｅ．配光特性測定装置の回転平面ミラーの相違＞
次に、本実施の形態に従う配光特性測定装置１についての理解を深めるために、照度計を用いた配光特性測定装置との回転平面ミラーの相違について説明する。図６は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の回転平面ミラーの違いを説明するための模式図である。

（ｅ１：ファーフィールド配光特性：照度計を用いた方法）
照度計を用いて配光特性測定を行なう場合には、測定対象の光源を点とみなせる距離に検出部を配置して測定する必要がある。例えば、図６に示すような検出部８−１が用いられる。この場合、本実施の形態に従う配光特性測定装置１と同様に、「ミラーで光路を折り返す」方法を採用する場合を考える。この場合、図６に示すような回転平面ミラー５−１を用いて、検出部８−１に代えて検出部８−３を配置する。上述したように、光源から放射される光は検出部に入射する必要がある。そのため、ミラーを用いて光路を折り返す場合、検出部８−１（あるいは、検出部８−３）で受光できる範囲（撮像範囲）を包含する大きさを有する回転平面ミラー５−１を用いて、光路を折り返す必要がある。言い換えれば、回転平面ミラー５−１の大きさを検出部８−１で受光できる範囲より小さくした場合には、光源から放射される光の一部が入射しないことになるので、当該光源の照度を正しく測定できない。

（ｅ２：ニアフィールド配光特性：輝度測定）
これに対して、光源の輝度を測定することで配光特性を算出する場合には、照度計を用いて配光特性測定を行なう場合とは異なり、測定対象の光源を点とみなせる距離に検出部を配置して測定する必要はない。むしろ、レンズの特性を適切に設定することで、光源の全体を測定できる距離Ｌ２（すなわち、光源全体を撮像できる距離）に検出部８−１を配置して測定を行なうことができる。ここで、「ミラーで光路を折り返す」方法を採用する場合を考えると、検出部８−１と光源全体とを結ぶ画角を包含できる大きさを有する回転平面ミラー５−１を用いて、光路を折り返す必要がある。

但し、輝度を測定する場合には、上述の照度を測定する場合とは異なり、用いるレンズの特定を変えることで、検出部８−１と光源全体とを結ぶ画角、すなわち回転平面ミラーで反射すべき範囲を変更することができる。したがって、ミラーと検出部８−２との間の距離を短くすることで、回転平面ミラー５を小型化することも可能である。

つまり、図５（ａ）に示すような照度計を用いた配光特性測定装置は、光源から照射される光の全体を測定する必要があるので、回転平面ミラー５を、光源と検出部とを結ぶ画角に対応する大きさよりは小さくできない（例えば、図６に示す回転平面ミラー５−１のような大きなミラーが必要である）。これに対して、図５（ｂ）に示すようなレンズを用いた配光特性測定装置は、より小さな回転平面ミラー５−２を用いることができる。この場合、回転平面ミラー５−２を回転させて、光源の一部の測定を繰り返すことで、光源全体の輝度を測定できる。

回転平面ミラー５−１または５−２を上下左右に回転させることで、撮像範囲を拡大できる。

＜Ｆ．光源の表面輝度の測定方法＞
次に、光源１０の表面輝度を測定するための検出部８および回転平面ミラー５について説明する。

（ｆ１：検出部の種類）
本実施の形態に従う配光特性測定装置１の検出部８は、点センサー、ラインセンサー、およびエリアセンサーのいずれでもあってもよい。このようなセンサーについて、レンズ７を用いて測定立体角を制御することで、その焦点を光源１０の発光面に合わせて測定が行なわれる。

光源１０の発光面が広い場合には、点センサーでは、その表面輝度の情報のすべてを一度に得ることができないので、検出部８（点センサー）を移動させて、撮像範囲を拡大する。

ラインセンサーについても、点センサーと同様にレンズ７を用いることで、光源１０の表面輝度を示すライン状の画像（輝度情報）を得ることができる。光源１０の発光面が広い場合には、検出部８（ラインセンサー）および／または回転平面ミラー５を移動させて、撮像範囲を拡大する。

エリアセンサーにおいても、点センサーおよびラインセンサーと同様にレンズ７を用いることで、光源１０の表面輝度を示す画像データ（輝度情報）を得ることができる。光源１０の発光面が広い場合には、（１）より広角のレンズ７を用いて焦点距離を短くし、より広い範囲を撮像する（すなわち、検出部８とレンズ７との位置関係を変える）、（２）光源１０から検出部８までの距離を変える（すなわち、検出部８とレンズ７との位置関係を維持したまま、光源１０との間の距離だけを変える）、（３）検出部８を移動する（すなわち、検出部８とレンズ７との位置関係を維持したまま、検出部８に対するレンズ７の方向および／または位置を変える）といった方法を用いて、光源１０の表面輝度を示す画像（輝度情報）を得ることができる。

（ｆ２：ラインセンサーを用いた表面輝度の測定）
まず、ラインセンサーを用いて、光源１０の表面輝度を測定する方法について説明する。図１に示す検出部８として、その測定立体角がレンズ７によって制御されるラインセンサーが配置されているとする。光源１０から放射された光は、回転平面ミラー５によって折り返されて検出部８に入射する。この測定時において、回転平面ミラー５を回転させることで、検出部８の撮像範囲を拡大する。

図７は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の検出部８としてラインセンサーを用いた構成を示す模式図である。図７を参照して、検出部８としてラインセンサーを用いた場合の回転平面ミラー５と被写体である光源１０との関係について説明する。縦方向の見込み角は、レンズ７から被写体までの距離と被写体の縦方向の観測点とから決まる。また、横方向の見込み角は、回転平面ミラー５の回転角度から決まる。ラインセンサーで、被写体の画像を連続して捉える場合には、回転平面ミラー５を比較的小さな角度で動かしつつ撮像する必要がある。但し、ラインセンサーの横方向の幅で捉えられる撮像幅以下の角度で回転平面ミラー５を回転させると、被写体を重複して撮像することになる。このような重複した撮像が生じないように、回転平面ミラー５の回転角度を設定する。

このように、ラインセンサーと回転平面ミラー５とを用いることで、エリアセンサーと同様に、被写体の２次元画像を取得することができる。

次に、ラインセンサーと回転平面ミラー５とを用いた場合の見込み角および空間座標の算出方法について説明する。

図８は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の検出部８としてラインセンサーを用いた構成における見込み角の算出方法を説明するための図である。図８（ａ）は、Ｙ−Ｚ平面での断面図を示し、図８（ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面での断面図を示す。なお、説明の便宜上、検出部８の入射側に配置されるレンズ７を明示していない。その他の図においても同様である。

２次元画像から配光特性を算出する場合には、撮像位置における見込み角を算出する必要がある。被写体の撮像対象の面（以下「撮像面」とも称す。）について、図７に示すように、左右軸および上下軸をそれぞれＸ軸およびＹ軸と定義し、それぞれの軸に対する見込み角をαおよびβとする。

見込み角αは、回転平面ミラー５の回転角度に比例し、見込み角βは、ラインセンサーの検出部の長さに応じた一定値をとる。具体的には、見込み角αは、回転平面ミラー５の回転角度θの２倍（α＝２θ）となる。

観測点の空間座標について、Ｙ軸方向の座標値をＨとし、Ｘ軸方向の座標値をＷとする。検出部８の画角は一定であるので、座標値Ｈは、撮像された画像からこの画角の情報に基づいて算出できる。

一方、座標値Ｗは、回転平面ミラー５と撮像面までの距離をＲとすれば、Ｗ＝Ｒ・ｔａｎ（２θ）となる。

このように、コンピュータ１００（演算部）は、回転平面ミラー５の回転角度に関連付けて、検出部８の光源１０に対する見込み角を算出する。

（ｆ３：エリアセンサーを用いた表面輝度の測定）
次に、エリアセンサーを用いて、光源１０の表面輝度を測定する方法について説明する。図１に示す検出部８として、エリアセンサーが配置されているとする。光源１０から放射された光は、回転平面ミラー５によって折り返されて検出部８に入射する。この測定時において、回転平面ミラー５を回転させることで、検出部８の撮像範囲を拡大する。

図９は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の検出部８としてエリアセンサーを用いた構成を示す模式図である。図９に示すように、検出部８と被写体の撮像面との間に回転平面ミラー５が配置されており、これにより光路が制御される。回転平面ミラー５の角度を変えることで、検出部８に入射する撮像面の位置を変更できる。このように、エリアセンサーとレンズ７とを用いて配光特定を算出する場合、撮像面の各観測点に対する見込み角を算出する必要がある。この見込み角の算出には、回転平面ミラー５の配置位置および回転平面ミラー５の角度が考慮される。

以下、エリアセンサーと回転平面ミラー５とを用いた場合の見込み角および空間座標の算出方法について説明する。図１０は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の検出部８としてエリアセンサーを用いた構成における見込み角の算出方法を説明するための模式図である。図１０（ａ）は、Ｙ−Ｚ平面での断面図を示し、図１０（ｂ）は、Ｘ−Ｚ平面での断面図を示す。

図１０を参照して、回転平面ミラー５の回転角度が初期値（典型的には、回転平面ミラー５を回転させない状態）に対応する撮像面をＡとし、その撮像面Ａに対応する虚像面をＡ’とする。撮像面Ａおよび虚像面Ａ’における観測点をそれぞれ観測点ａおよび観測点ａ’とする。観測点ａは、軸中心からＸ軸方向にＷ、Ｙ軸方向にＨだけ離れた位置に設定されている。検出部８から撮像面までの距離はＬであり、回転平面ミラー５は撮像面からＲの距離に配置されているとする。

この初期状態から、回転平面ミラー５を角度θだけ回転させると、撮像面は２θだけ移動する。この回転後の状態における、撮像面を撮像面Ｂとし、その撮像面Ｂに対応する虚像面をＢ’とする。また、回転平面ミラー５の回転に伴って観測点ａおよび観測点ａ’が移動した観測点を、それぞれ観測点ｂおよび観測点ｂ’とする。

配光特性測定装置１は、この回転平面ミラー５を角度θだけ回転させた場合の観測点ｂに対する見込み角および空間座標を算出する。

まず、回転平面ミラー５の回転に依存することなく、縦方向（Ｙ軸方向）の見込み角βは、検出部８の配置位置と虚像面上の観測点ａ’のＹ座標とから算出できる。観測点ｂ’のＹ軸方向の座標値も変化なくＨである。

これに対して、横方向（Ｘ軸方向）の見込み角αおよび観測点のＸ軸方向の座標値は、回転平面ミラー５の回転に伴って変化する。より具体的には、観測点ｂに対する見込み角αは、回転平面ミラー５を回転させない場合の虚像面Ａ’上の観測点ａ’に対する見込み角γと回転平面ミラーの回転角θの２倍との和に相当する。なお、虚像面上の観測点から算出した場合には、撮像面上の観測点から算出した場合に比較して、角度の符号が反転する。このように、コンピュータ１００（演算部）は、回転平面ミラー５の回転角度に関連付けて、検出部８の光源１０に対する見込み角を算出する。

図１１および図１２は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１の検出部８としてエリアセンサーを用いた場合のＸ座標値の算出手順を説明するための図である。Ｘ軸方向の座標値は、以下のような手順で算出される。

上述したように、回転平面ミラー５の回転に伴って、観測点ａが観測点ｂへ移動すると、そのＸ座標値も変化する。図１１に示すように、観測点ｂの虚像である観測点ｂ’のＸ座標値は（ｘ１＋ｘ２）となる。ｘ２は、見込み角α’（＝見込み角α）と回転平面ミラー５の対応する屈折点までの距離とから算出できる。屈折点は、回転平面ミラー５の回転に伴って移動する。

図１２に示すように、回転平面ミラー５上の屈折点の空間座標（Ｘ座標値およびＺ座標値）は、一次関数Ｘγ（ｚ）と一次関数Ｘη＋θ（ｚ）との交点から算出できる。そして、屈折点の空間座標から観測点ｂ’の空間座標が算出される。なお、ここでは虚像上の観測点を算出しているので、Ｘ座標値については、その符号が反転する。

＜Ｇ．配光特性測定装置における全体測定手順＞
次に、本実施の形態に従う配光特性測定装置１を用いて光源１０の配光特性を測定する場合の処理手順について説明する。

（ｇ１：各測定位置への移動後に回転平面ミラーを回転させる処理）
まず、典型的な処理手順として、支持部３およびアーム４を駆動して、検出部８および回転平面ミラー５を各測定位置へ位置決めした状態で、回転平面ミラー５を回転させて測定を行なう場合の処理例について説明する。この処理例は、検出部８として、ラインセンサーおよびエリアセンサーのいずれを用いた場合にも適用可能である。

図１３は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１を用いた配光特性測定の全体処理手順を示すフローチャートである。図１３に示す各ステップは、典型的には、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１およびトリガー装置１１０によって実現される。

図１３を参照して、測定開始が指示されると、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、駆動用コマンドをＸ軸モーター１１およびＹ軸モーター１２へ出力し、Ｘ軸およびＹ軸に関して移動を開始する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、Ｘ軸およびＹ軸は、予め定められた角度範囲（典型的には、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれについて±１８０°）を予め定められた角度ステップ（１移動あたりの角度）で回転駆動される。

続いて、トリガー装置１１０は、Ｘ軸およびＹ軸が予め定められた測定位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ２）。より具体的には、トリガー装置１１０は、Ｘ軸モーター１１およびＹ軸モーター１２からのモーター駆動パルスをそれぞれカウントし、各カウント値が予め定められた角度ステップに対応する値だけインクリメントされたか否かを判断する。Ｘ軸およびＹ軸が予め定められた測定位置に到達していない場合（ステップＳ２においてＮＯの場合）には、ステップＳ２以下の処理が繰り返される。

ステップＳ１においては、必要な測定位置にそれぞれ位置決めできるようにゴニオメータを駆動できれば、どのような順序で移動させてもよい。典型的には、Ｙ軸をある角度に位置決めした状態で、Ｘ軸については、所定の角度ステップずつ所定の角度範囲（測定範囲）に亘って移動させ、一連の測定が完了すると、Ｙ軸を所定の角度ステップだけ移動させるとともに、Ｘ軸については、初期状態から一連の測定動作を繰り返すといった方法が考えられる。

このように、ステップＳ１およびＳ２において、配光特性測定装置１は、光源１０に関して、光源１０からの光を検出する検出部８、および、光源１０からの光を反射して検出部８へ導くための回転平面ミラー５を、光源１０に対して相対移動させることで、複数の測定位置に配置する処理を実行する。

Ｘ軸およびＹ軸が予め定められた測定位置に到達した場合（ステップＳ２においてＹＥＳの場合）には、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、駆動用コマンドを回転ミラー用モーター１３へ出力し、回転平面ミラー５の回転移動を開始する（ステップＳ３）。続いて、トリガー装置１１０は、回転平面ミラー５が予め定められた測定角度まで回転したか否かを判断する（ステップＳ４）。より具体的には、トリガー装置１１０は、回転ミラー用モーター１３からのモーター駆動パルスをカウントし、カウント値が予め定められた角度ステップに対応する値だけインクリメントされたか否かを判断する。回転平面ミラー５が予め定められた測定角度まで回転していない場合（ステップＳ４においてＮＯの場合）には、ステップＳ３以下の処理が繰り返される。

すなわち、ステップＳ３およびＳ４において、配光特性測定装置１は、各測定位置において、光源１０から検出部８までの光路長を維持しつつ回転平面ミラー５を異なる角度に回転させる処理を実行する。

回転平面ミラー５が予め定められた測定角度まで回転した場合（ステップＳ４においてＹＥＳの場合）には、トリガー装置１１０は、トリガーパルスを検出部８へ出力する（ステップＳ５）。検出部８は、トリガーパルスに応答して撮像を行ない（ステップＳ６）、撮像によって得られた画像データをコンピュータ１００へ出力する（ステップＳ７）。すなわち、検出部８は、トリガーパルスを受信することで撮像（測定）を開始する。

コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、検出部８から受信した画像データを格納するとともに、トリガーパルスが出力されたタイミングに対応する観測点についての輝度を算出して、配光データとして格納する（ステップＳ８）。このデータ格納処理の詳細については、後述する。

続いて、トリガー装置１１０は、回転平面ミラー５が予め定められた角度範囲の回転を完了したか否かを判断する（ステップＳ９）。回転平面ミラー５が予め定められた角度範囲の回転を完了していない場合（ステップＳ９においてＮＯの場合）には、ステップＳ３以下の処理が繰り返される。すなわち、ステップＳ３〜Ｓ８に示す一連の処理が終了すると、回転平面ミラー５を次の回転角度まで回転させて、同様の処理を繰り返す。

これに対して、回転平面ミラー５が予め定められた角度範囲の回転を完了した場合（ステップＳ９においてＹＥＳの場合）には、トリガー装置１１０は、Ｘ軸およびＹ軸がいずれも予め定められた角度範囲の移動を完了したか否かを判断する（ステップＳ１０）。Ｘ軸およびＹ軸のいずれかが予め定められた角度範囲の移動を完了していない場合（ステップＳ１０においてＮＯの場合）には、ステップＳ２以下の処理が繰り返される。典型的には、Ｘ軸についての予め定められた角度範囲に亘る測定処理が完了すると、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、Ｙ軸を次の位置へ移動させ、Ｘ軸については初期位置から一連の作業を繰り返す。

これに対して、Ｘ軸およびＹ軸がいずれも予め定められた角度範囲の移動を完了した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳの場合）には、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、ステップＳ８において格納されたデータに基づいて、照度を算出する（ステップＳ１１）。このように、Ｘ軸およびＹ軸の両方についての移動測定が完了すると、光源１０の照度が算出される。すなわち、配光特性測定装置１は、検出部８によって検出される複数の測定結果に基づいて、光源１０の配光特性を算出する。そして、処理は終了する。

（ｇ２：回転平面ミラーの回転角度を設定後に、各測定位置への移動を行なう処理）
次に、回転平面ミラー５の回転角度を先に設定しておき、その状態でＸ軸およびＹ軸のトレースを行なう処理例について説明する。このような処理を行なうことで、検出部８および回転平面ミラー５を各測定位置で停止させる必要がなく、連続的に測定することもできる。この処理例は、検出部８として、エリアセンサーを用いた場合に好適である。

図１４は、本実施の形態に従う配光特性測定装置１を用いた配光特性測定の別の全体処理手順を示すフローチャートである。図１４に示すステップのうち、図１３に示すステップと同一の処理内容であるものについては同一のステップ番号を付与し、処理内容が類似しているものについてはステップ番号の後ろに「＃」を付与している。図１４に示す各ステップは、典型的には、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１およびトリガー装置１１０によって実現される。

図１４を参照して、測定開始が指示されると、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、駆動用コマンドを回転ミラー用モーター１３へ出力し、回転平面ミラー５を予め定められた回転角度まで回転させる（ステップＳ３＃）。続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、駆動用コマンドをＸ軸モーター１１およびＹ軸モーター１２へ出力し、Ｘ軸およびＹ軸に関して移動を開始する（ステップＳ１＃）。

続いて、トリガー装置１１０は、Ｘ軸およびＹ軸が予め定められた測定位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ２＃）。Ｘ軸およびＹ軸が予め定められた測定位置に到達していない場合（ステップＳ２＃においてＮＯの場合）には、ステップＳ１＃以下の処理が繰り返される。

Ｘ軸およびＹ軸が予め定められた測定位置に到達した場合（ステップＳ２＃においてＹＥＳの場合）には、トリガー装置１１０は、トリガーパルスを検出部８へ出力する（ステップＳ５）。検出部８は、トリガーパルスに応答して撮像を行ない（ステップＳ６）、撮像によって得られた画像データをコンピュータ１００へ出力する（ステップＳ７）。コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、検出部８から受信した画像データを格納するとともに、トリガーパルスが出力されたタイミングに対応する観測点についての輝度を算出して、配光データとして格納する（ステップＳ８）。

続いて、トリガー装置１１０は、Ｘ軸およびＹ軸がいずれも予め定められた角度範囲の移動を完了したか否かを判断する（ステップＳ１０）。Ｘ軸およびＹ軸のいずれかが予め定められた角度範囲の移動を完了していない場合（ステップＳ１０においてＮＯの場合）には、ステップＳ１＃以下の処理が繰り返される。

これに対して、Ｘ軸およびＹ軸がいずれも予め定められた角度範囲の移動を完了した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳの場合）には、トリガー装置１１０は、回転平面ミラー５が予め定められた角度範囲の回転を完了したか否かを判断する（ステップＳ９）。回転平面ミラー５が予め定められた角度範囲の回転を完了していない場合（ステップＳ９においてＮＯの場合）には、ステップＳ３＃以下の処理が繰り返される。すなわち、回転平面ミラー５が次の回転角度まで回転されて、一連の測定処理が繰り返される。

回転平面ミラー５が予め定められた角度範囲の回転を完了した場合（ステップＳ９においてＹＥＳの場合）には、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、ステップＳ８において格納されたデータに基づいて、照度を算出する（ステップＳ１１）。そして、処理は終了する。

なお、後述するように、複数の検出部８が配置される場合には、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８の処理は、配置されている検出部８の数だけ並列的に実行される。

＜Ｈ．データ格納処理＞
次に、図１３および図１４のステップＳ８に示すデータ格納処理の詳細について説明する。図１５は、図１３および図１４のステップＳ８に示すデータ格納処理の処理手順を示すフローチャートである。

配光特性測定装置１において、検出部８および回転平面ミラー５は、光源１０に対して相対移動しつつ測定するので、検出部８が撮像する被写体上の位置を逐次特定（追従）する必要がある。そこで、配光特性測定装置１は、光源１０に対する観測点を測定開始前に決定しておき、これを基準として、検出部８および回転平面ミラー５の移動に伴って取得される画像データに対する位置決め処理を行なう。処理の便宜上、各軸の中心を空間座標値（０，０，０）として、それぞれの観測点の空間座標を決定する。

図１５を参照して、まず、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、検出部８の撮像範囲内のいずれか１つの観測点を選択する（ステップＳ８０１）。続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、初期空間座標値の取得処理を実行する（ステップＳ８０２）。この初期空間座標値の取得処理では、検出部８の撮像範囲内にある複数の観測点のうち１つが観測点として選択され、検出部８が初期状態（Ｘ軸角度＝０°、Ｙ軸角度＝０°）にあるときの当該観測点を示す空間座標値（初期空間座標値）が取得される。

続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、Ｘ軸角度およびＹ軸角度を取得する（ステップＳ８０３）とともに、測定空間座標値の算出処理を実行する（ステップＳ８０４）。この測定空間座標値の算出処理では、Ｘ軸および／またはＹ軸の回転に伴って移動する観測点の座標値が算出される。より具体的には、ステップＳ８０２において算出された観測点についての初期空間座標値とＸ軸角度およびＹ軸角度とから、観測点の移動後の空間座標値が算出される。

続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、測定角度の算出処理を実行する（ステップＳ８０５）。この測定角度の算出処理では、観測点の移動後の空間座標値に対する検出部８の見込み角度を算出し、Ｘ軸およびＹ軸におけるそれぞれの移動角度に当該見込み角度を加算することで、測定角度が算出される。

続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、測定撮像座標値の算出処理を実行する（ステップＳ８０６）。この測定撮像座標値の算出処理では、検出部８の撮像範囲内における観測点の座標値（検出部８の撮像座標値）が算出される。すなわち、検出部８の撮像座標値と観測点との位置関係は、測定座標値と検出部８の撮像座標値との関係に相当し、観測点の空間座標値を与えることで、検出部８の撮像座標値が算出される。すなわち、検出部８の撮像位置から観測点が特定される。

続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、測定値の取得処理を実行する（ステップＳ８０７）。この測定値の取得処理では、特定された観測点の値（明るさ）を、撮像された画像データから読み取る。

続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、測定値の格納処理を実行する（ステップＳ８０８）。この測定値の格納処理では、ステップＳ８０７において取得された観測点の値が、観測点の測定角度（ステップＳ８０５において算出）および初期空間座標値（ステップＳ８０２において算出）と関連付けて格納される。

そして、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、検出部８の撮像範囲内にあるすべての観測点に対する処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ８０９）。検出部８の撮像範囲内にあるすべての観測点に対する処理が完了していない場合（ステップＳ８０９においてＮＯの場合）には、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、別の観測点を選択し（ステップＳ８１０）、ステップＳ８０２以下の処理を実行する。

一方、検出部８の撮像範囲内にあるすべての観測点に対する処理が完了した場合（ステップＳ８０９においてＹＥＳの場合）には、処理はリターンする。

以下、主要なステップの処理内容について、より詳細に説明する。
（ｈ１：検出部８の撮像範囲内の観測点の選択処理および測定値の取得処理）
まず、図１５のステップＳ８０１およびＳ８１０に示す撮像範囲内の観測点の選択処理、ならびにステップＳ８０７に示す測定値の取得処理について説明する。図１６は、図１５に示す撮像範囲内の観測点の選択処理および測定値の取得処理を説明するための図である。

図１６を参照して、観測点Ｖは、検出部８で撮像される画像データ上の座標として特定される。ステップＳ８０７において観測点Ｖの測定値は、当該観測点Ｖを含む１または複数のピクセルの輝度から取得される。好ましくは、観測点Ｖを基準として設定される予め定められたエリア（観測点計測エリア）に含まれるピクセルの明るさの積算平均値が用いられる。

ここで、観測点計測エリアの大きさは適宜設定される。観測点計測エリアを大きくすると、Ｓ／Ｎ（Signal to Noise）比は向上するが、測定立体角が広がるため、測定角度の分解能が低下し得る。そのため、要求される分解能などに応じて、観測点計測エリアの大きさは適宜設計される。

（ｈ２：測定空間座標値の算出処理）
次に、図１５のステップＳ８０４に示す測定空間座標値の算出処理について説明する。図１７は、図１５に示す測定空間座標値の算出処理を説明するための図である。図１７には、一例として、まず、初期位置ＡがＸ軸に関して移動角度（Ｘ軸移動角度）φｘだけ回転して位置Ｂへ移動し、さらに、Ｙ軸に関して移動角度（Ｙ軸移動角度）φｙだけ回転して位置Ｃへ移動した場合を考える。

図１７（ａ）に示すように、Ｘ軸移動後の位置Ｂの座標値（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）は、初期位置Ａの座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ）および移動角度φｘを用いて、以下のように算出される。

ｘｂ＝ｘａ×ｃｏｓφｘ−ｚａ×ｓｉｎφｘ
ｙｂ＝ｙａ
ｚｂ＝ｘａ×ｓｉｎφｘ−ｚａ×ｃｏｓφｘ
図１７（ｂ）に示すように、さらにＹ軸移動後の位置Ｃの座標値（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）は、次のように算出される。まず、Ｘ軸移動後の位置Ｂと中心座標との距離Ｒは、以下のようになる。

Ｒ＝ｙｂ／ｃｏｓθ
また、位置Ｂと中心座標のＹ軸とのなす角度θは、以下のようになる。

θ＝ａｔａｎ（ｚｂ／ｙｂ）
これらの値を利用して、Ｙ軸移動後の位置Ｃの座標値（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）は、以下のようになる。

ｘｃ＝ｘｂ＝ｘａ×ｃｏｓφｘ−ｚａ×ｓｉｎφｘ
ｙｃ＝Ｒ×ｃｏｓ（φｙ＋θ）
ｚｃ＝Ｒ×ｓｉｎ（φｙ＋θ）
Ｘ軸方向および／またはＹ軸方向のいずれの回転であっても、上述と同様の方法で順次算出できる。

さらに、上述の＜Ｆ．光源の表面輝度の測定方法＞の欄において説明したように、回転平面ミラー５の回転に伴う空間座標値を考慮する必要がある。より具体的には、図８および図１０〜図１２を参照して説明したように、回転平面ミラー５の回転に伴う空間座標の変化分が、上述の座標値に加算される。

（ｈ３：測定角度の算出処理）
次に、図１５のステップＳ８０５に示す測定角度の算出処理について説明する。図１８および図１９は、図１５に示す測定角度の算出処理を説明するための図である。より具体的には、図１８は見込み角度の算出方法を示し、図１９は移動角度から測定角度を算出する方法を示す。

図１８（ａ）に示すように、座標値（ｐｘｃ，ｐｙｃ，ｐｚｃ）に検出部８が配置されているとし、検出部８の撮像範囲内のいずれか１つの観測点Ｖの座標値を（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）とする。この観測点Ｖは、光源１０上の発光点に対応する。図１８（ｂ）に示すように、各軸の中心を空間座標値（０，０，０）とすると、観測点Ｖの見込み角度θｘ，θｙは、それぞれ以下のようになる。

θｘ＝ａｔａｎ｛（ｘｖ−ｐｘｃ）／（ｚｖ−ｐｚｃ）｝
θｙ＝ａｔａｎ｛（ｙｖ−ｐｙｃ）／（ｚｖ−ｐｚｃ）｝
次に、図１９に示すような手順に従って、観測点Ｖの移動角度から測定角度が算出される。例えば、観測点ＶがＸ軸に関して移動角度（Ｘ軸移動角度）φｘだけ回転したとする。このＸ軸に関した回転によって、初期状態の観測点Ｖが観測点Ｖ’（ｘｖ’，ｙｖ，ｚｖ’）に移動したとする。移動後の観測点Ｖ’の空間座標は、回転移動量と測定座標との関係から算出される。観測点Ｖ’の見込み角度θｘ’は、以下の式で算出される。

θｘ’＝ａｔａｎ｛（ｘｖ’−ｐｘｃ）／（ｚｖ’−ｐｚｃ）｝
さらに、上述の＜Ｆ．光源の表面輝度の測定方法＞の欄において説明したように、回転平面ミラー５の回転に伴う見込み角度αおよびβを考慮する必要がある。

最終的に、観測点Ｖ’についての測定角度は、移動角度φｘ−見込み角度θｘ’−見込み角度αとして算出できる。同様に、観測点ＶがＹ軸に関して移動角度（Ｙ軸移動角度）φｙだけ回転した場合も同様の手順で測定角度を算出できる。

（ｈ４：測定撮像座標値の算出処理）
次に、図１５のステップＳ８０６に示す測定撮像座標値の算出処理について説明する。図２０は、図１５に示す測定撮像座標値の算出処理を説明するための図である。

図２０を参照して、撮像座標空間をその中心が軸中心に一致するように設定される。Ｘ座標面およびＹ座標面は、各回転軸と垂直な面とする。

観測点Ｖに対する検出部８の撮像角度θｐｘおよびθｐｙは、以下の式で算出される。
θｐｘ＝ａｔａｎ（（ｐｚｃ−ｚｖ）／ｘｖ）
θｐｙ＝ａｔａｎ（（ｐｚｃ−ｚｖ）／ｙｖ）
検出部８の撮像面（撮像空間座標）は、Ｚ座標が０であるＸ−Ｙ平面と仮定する。このとき、撮像面上の撮像座標値Ｃ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）は、撮像角度θｐｘおよびθｐｙから以下の式で算出される。

ｘｃ＝ｐｚｃ×ｔａｎθｐｘ
ｙｃ＝ｐｚｃ×ｔａｎθｐｙ
ｚｃ＝０
検出部８上の座標に対応する座標は、以下の式で算出される。

ｐｘ＝ｘｃ×（ｃｃｄ＿ｘ＿ｎｕｍ／ｗｉｄｔｈ）
ｐｙ＝ｙｃ×（ｃｃｄ＿ｙ＿ｎｕｍ／ｈｅｉｇｈｔ）
但し、ｃｃｄ＿ｘ＿ｎｕｍおよびｃｃｄ＿ｙ＿ｎｕｍは、それぞれ検出部８の横側画素数および縦側画素数を示し、ｗｉｄｔｈおよびｈｅｉｇｈｔは、それぞれ撮像範囲の横幅および縦幅を示す。

（ｈ５：測定値の取得処理および格納処理）
次に、図１５のステップＳ８０７に示す測定値の取得処理およびステップＳ８０８に示す測定値の格納処理について説明する。図２１および図２２は、図１５に示す測定値の取得処理および格納処理を説明するための図である。

図２１（ａ）に示すように、各観測点について、測定角度毎の輝度が取得される。この輝度の取得処理については、図１６を参照して説明した。測定角度毎の輝度の集合が輝度配光データとなる。図２１（ｂ）に示すように、各観測点について、各測定角度における輝度が取得される。すなわち、観測点の数に相当する複数の測定角度の各々について輝度が取得される。このように、本実施の形態においては、検出部８の撮像範囲に含まれる複数の観測点の別に、配光特性が算出される。

例えば、図２２に示すような配列構造を利用して、測定角度に関連付けられたそれぞれの輝度が格納される。この配列構造に格納されるそれぞれの輝度が輝度配光データの要素となる。すなわち、各観測点について、測定角度（Ｘ軸成分およびＹ軸成分）における輝度が２次元配列で格納される。光源が配光特性を有する場合には、図２２に示すように、輝度の大きさが測定角度毎に異なる。

図２２に示すような配列構造に代えて、任意のデータ格納方法を採用してもよい。
＜Ｉ．照度算出処理＞
次に、図１３および図１４のステップＳ１１に示す照度算出処理の詳細について説明する。この照度算出処理においては、算出対象の位置に入射する光源からの光線（輝度）をその配光特性を考慮して合算することで、当該位置における照度を算出する。そのため、照度を算出する位置に入射する観測点を特定するとともに、各観測点の見込み角度を反映して、その輝度を合算する処理を実行する。

図２３は、図１３および図１４のステップＳ１１に示す照度算出処理の処理手順を示すフローチャートである。図２３に示す各ステップは、主として、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１が実行する。

図２３を参照して、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、照度算出位置の決定処理を実行する（ステップＳ１１０１）。この照度算出位置の決定処理において、ＣＰＵ１０１は、照度を算出すべき領域（典型的には、壁面）を任意に設定し、その設定した領域に含まれる１つの点を照度算出位置として決定し、その空間座標を取得する。

続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、先に輝度配光データを取得した複数の観測点のうちいずれか１つの観測点を選択する（ステップＳ１１０２）。続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、選択した観測点について、照度算出位置に対する観測点の見込み角度を算出する（ステップＳ１１０３）。この見込み角度の算出処理の詳細については、後述する。

続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、選択した観測点に関連付けられた輝度配光データから、ステップＳ１１０３において算出した見込み角度の輝度を検索する（ステップＳ１１０４）。すなわち、算出された見込み角度に対応する輝度が検索される。

続いて、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、算出された見込み角度の近傍にある輝度配光データが格納されている格納アドレスを取得するとともに、検索した配光データの範囲に含まれる輝度を近似化することで、選択された観測点の輝度を算出する（ステップＳ１１０５）。そして、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、光度補正係数を用いて、算出した輝度を光度に変換し、選択されている照度算出位置に関連付けられた照度格納データに当該算出した光度を加算する（ステップＳ１１０６）。

そして、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、先に輝度配光データを取得した複数の観測点のすべてについて選択が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１０７）。複数の観測点のうち選択が完了していないものがある場合（ステップＳ１１０７においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０１は、別の観測点を選択し（ステップＳ１１０８）、ステップＳ１１０３以下の処理を実行する。

これに対して、複数の観測点のすべてについて選択が完了した場合（ステップＳ１１０７においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０１は、選択されている照度算出位置に関連付けられた照度格納データの値を、当該照度算出位置における照度として出力する（ステップＳ１１０９）。

すなわち、１つの照度算出位置について、すべての観測点について輝度（あるいは、変換によって得られる光度）の加算処理が実行される。そして、すべての観測点についての照度格納データへの加算処理が完了すると、その加算結果が対応する照度算出位置における照度となる。

この一連の処理が他の照度算出位置についてもそれぞれ実行される。すなわち、照度を算出すべき領域から照度算出位置が順次特定され、上述した処理が繰り返し実行される。より具体的には、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、照度を算出すべきとして設定された領域に含まれる複数の照度算出位置のすべてについて選択が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１１０）。複数の照度算出位置のうち選択が完了していないものがある場合（ステップＳ１１１０においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０１は、別の照度算出位置を選択し（ステップＳ１１１１）、ステップＳ１１０２以下の処理を実行する。

これに対して、複数の照度算出位置のすべてについて選択が完了した場合（ステップＳ１１１０においてＹＥＳの場合）には、処理はリターンする。

（ｉ１：照度算出位置の決定処理）
まず、図２３のステップＳ１１０１に示す照度算出位置の決定処理について説明する。図２４は、図２３に示す照度算出位置の決定処理を説明するための図である。

図２４を参照して、一般に、照度算出位置は、Ｘ−Ｙ座標系、α−β座標系、φ−θ座標系で与えられる。図２４（ａ）は、Ｘ−Ｙ座標系で照度の算出対象となる領域を定義した場合の例を示す。照度算出位置は、これらの領域上に設定される。典型的には、いずれかの座標系において等間隔に設定される位置が照度算出位置となる。図２４（ａ）に示す例では、Ｘ軸ステップおよびＹ軸ステップの間隔で照度算出位置が設定される。すべての空間に照度算出位置を設定した例を図２４（ｂ）に示す。

計算の便宜上、軸の中心を空間座標系の原点（０，０，０）として、設定された照度算出位置を示す空間座標値が決定される。

（ｉ２：照度算出位置に対する観測点の見込み角度の算出処理）
次に、図２３のステップＳ１１０３に示す照度算出位置に対する観測点の見込み角度の算出処理について説明する。図２５は、図２３に示す照度算出位置に対する観測点の見込み角度の算出処理を説明するための図である。

図２５に示すように、いずれか１つの観測点Ｖの座標値を（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）とし、照度算出位置Ｇの座標値を（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）とする。このとき、照度算出位置Ｇに対する観測点Ｖの見込み角度Θｘ，Θｙは、それぞれ以下のようになる。

Θｘ＝ａｔａｎ｛（ｘｇ−ｘｖ）／（ｚｇ−ｚｖ）｝
Θｙ＝ａｔａｎ｛（ｙｇ−ｙｖ）／（ｚｇ−ｚｖ）｝
（ｉ３：見込み角度の輝度の検索処理）
次に、図２３のステップＳ１１０４に示す見込み角度の輝度の検索処理について説明する。図２６は、図２３に示す見込み角度の輝度の検索処理を説明するための図である。

上述した図２２に示すような配列構造を利用して、測定角度に関連付けられたそれぞれの輝度が格納される。このような配列構造を利用して、照度算出位置に対する観測点の見込み角度Θｘ，Θｙとの前後に対応する、配光データにおける格納アドレス（見込み角度θｘ，θｙ）が検索される。

図２６に示す例では、２次元配列上の見込み角度Θｘと見込み角度Θｙとの交点３００に隣接する４つの格納アドレス（配列位置３０１，３０２，３０３，３０４）が検索される。すなわち、対応する照度算出位置では、これらの検索された４つのアドレスに囲まれた範囲の照度値が生じると判断できる。

（ｉ４：観測点における輝度の算出処理）
次に、図２３のステップＳ１１０５に示す観測点における輝度の算出処理について説明する。図２７は、図２３に示す観測点における輝度の算出処理を説明するための図である。

上述の図２６を用いて説明したように、照度算出位置に対する観測点の見込み角度Θｘ，Θｙの近傍にある格納アドレスに格納されたデータに基づいて、輝度が算出される。例えば、図２７（ａ）を参照して、配光角度（ｘｅ１，ｙｅ１），（ｘｅ２，ｙｅ１），（ｘｅ２，ｙｅ２），（ｘｅ１，ｙｅ２）に対応する輝度で定義される輝度面について、当該輝度面上の照度算出軸に対応する輝度が算出される。照度算出軸は、照度算出位置に対する観測点の見込み角度Θｘ，Θｙに対応して定義されるものであり、Ｘ軸角度γｘおよびＹ軸角度γｙを用いて定義される。

より具体的には、図２７（ｂ）に示すように、一次補間を利用して、隣接の輝度配光データから照度算出位置の輝度が算出される。図２７（ｂ）の例では、輝度Ｌ（ｘｅ１，ｙｅ２）および（ｘｅ２，ｙｅ２）の２点を通る直線を近似直線Ｌ１（γｘ，ｙｅ２）とする。同様に、輝度Ｌ（ｘｅ１，ｙｅ１）および（ｘｅ２，ｙｅ１）の２点を通る直線を近似直線Ｌ２（γｘ，ｙｅ１）とする。さらに、近似直線Ｌ１と近似直線Ｌ２とを通る直線から近似直線Ｌ３（γｘ，γｙ）を決定し、照度算出点からの見込み角（γｘ，γｙ）に対応する輝度に算出する。

（ｉ５：照度格納データへの光度の加算処理）
次に、図２３のステップＳ１１０６に示す照度格納データへの光度の加算処理について説明する。図２８は、図２３に示す照度格納データへの光度の加算処理を説明するための図である。ある照度算出位置における照度は、当該照度算出位置に入射する光の強度（光度）の総和として算出できる。

まず、ＣＰＵ１０１は、光度補正係数ｋを用いて、算出された各観測点の輝度Ｌを光度Ｉに変換する。ここで、照度Ｅは、光度Ｉに比例するとともに、光源からの距離ｄの二乗に反比例するので、各観測点からの照度Ｅは以下の式で算出される。

照度Ｅ（ｌｘ）＝光度Ｉ（ｃｄ）／距離ｄ（ｍｍ）^２
距離ｄについては、照度算出位置Ｇ（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）と各観測点の座標値とに応じて順次算出される。

照度算出位置における照度は、それぞれの観測点からの照度Ｅの総和となる。このようにして、照度算出位置Ｇにおける照度が算出される。

＜Ｊ．複数の検出部と回転平面ミラーとを用いる構成＞
上述の配光特性測定装置１では、単一の検出部８を用いる構成について例示したが、複数の検出部８を用いる構成を採用してもよい。

図２９は、本実施の形態の変形例に従う配光特性測定装置の要部を示す模式図である。図２９を参照して、回転平面ミラー５を用いて、複数の検出部８で被写体を撮像する場合、所定規則に従って横方向に配列した複数の検出部８Ａ，８Ｂ，８Ｃの撮像範囲は、撮像面Ａ，Ｂ，Ｃとなり、これに対応して虚像面Ａ’，Ｂ’，Ｃ’が生じる。すなわち、検出部は、回転平面ミラー５の回転中心に対して、所定の所定規則に従って配置された複数の検出面を含む。このように、複数の検出部８を設定した場合であっても、回転平面ミラー５を用いて光路を長くすることで、撮像範囲を拡大できる。

図３０は、本実施の形態の変形例に従う配光特性測定装置における検出部８Ａ，８Ｂ，８Ｃの配置例を示す図である。図３１は、図３０に示す配置例において、回転平面ミラー５を回転させた場合の撮像範囲の変化を説明するための図である。

図３０を参照して、検出部８Ａ，８Ｂ，８Ｃを互いに角度θずつ離して配置した場合を考える。図３１に示すように、回転平面ミラー５を回転角度θ／２ずつ回転すると、撮像位置は角度θずつ移動する。すなわち、図３０に示す初期状態において、検出部８Ａの撮像範囲は撮像面Ａであり、検出部８Ｂの撮像範囲は撮像面Ｂであり、検出部８Ｃの撮像範囲は撮像面Ｃである。この状態から、回転平面ミラー５をθ／２だけ回転させると、図３１に示すように、撮像面Ａ，Ｂ，Ｃがいずれも紙面左側に移動することになる。すなわち、コンピュータ１００のＣＰＵ１０１は、回転平面ミラー５の回転中心について隣接する２つの検出面がなす角度（θ）の半分の角度（θ／２）ずつ、回転平面ミラー５を回転させる。

このとき、回転後の検出部８Ｂの撮像面Ｂは、回転前の検出部８Ａの撮像面Ａと一致する。同様に、回転後の検出部８Ｃの撮像面Ｃは、回転前の検出部８Ｂの撮像面Ｂと一致する。同一の観測点の対する見込み角は、検出部８Ａ，８Ｂ，８Ｃの間で互いに同一である。このような回転平面ミラー５の回転および撮像を繰り返すことで、同一の撮像面に対して、複数の検出部８による撮像が行なわれ、これによって、複数の検出部８の各々は、同一の撮像面についての画像データを取得できる。

すなわち、複数の検出部８の各々は、互いに同一の撮像範囲、互いに同一の光路、共通の観測点に対して互いに同一の見込み角で、撮像を行なうことができる。このように、回転平面ミラー５を用いることで、複数の検出部８（典型的には、カメラ）を用いて、互いに同一の光路上で共通の被写体を撮像できる。このような撮像を行なうことで、共通の観測点に対する見込み角が検出部８の間で同一になるので、任意の観測点（光源表面のある点）に対する複数の画像データを用いた画像処理が可能になる。このような画像処理の典型例として、複数の検出部８と回転平面ミラー５とを用いて色度演算を行なう方法について説明する。

図３２は、本実施の形態の変形例に従う配光特性測定装置を用いて色度演算を行なう場合の構成例について説明するための図である。上述したように、複数の検出部８Ａ，８Ｂ，８Ｃと回転平面ミラー５とを用いることで、ある特定の撮像面に対して、複数の検出部８Ａ，８Ｂ，８Ｃがそれぞれ撮像した複数の画像データを取得できる。

ここで、互いに異なる色度フィルターまたは波長フィルターを複数の検出部８に装着することで、撮像面の色度特性や波長特性を算出できる。図３２に示すように、例えば、それぞれの検出部８Ａ，８Ｂ，８Ｃに互いに異なる色度フィルターを装着し、同一の被写体を撮像したとする。具体的には、検出部８Ａには色度Ｘ用のフィルターを装着し、検出部８Ｂには色度Ｙ用のフィルターを装着し、検出部８Ｃには色度Ｚ用のフィルターを装着したとする。検出部８Ａ，８Ｂ，８Ｃの各々の撮像によって得られた画像データ上の特定の座標（ｘ，ｙ）における光強度データをそれぞれ以下のように示す。

検出部８Ａが取得した画像データの座標（ｘ，ｙ）における光強度：Ａ（ｘ，ｙ）
検出部８Ｂが取得した画像データの座標（ｘ，ｙ）における光強度：Ｂ（ｘ，ｙ）
検出部８Ｃが取得した画像データの座標（ｘ，ｙ）における光強度：Ｃ（ｘ，ｙ）
ここで、光強度：Ａ（ｘ，ｙ）は色度Ｘデータに相当し、光強度：Ｂ（ｘ，ｙ）は色度Ｙデータに相当し、光強度：Ｃ（ｘ，ｙ）は色度Ｚデータに相当する。

これらのデータを用いて、色度ｘは以下のように算出できる。
色度ｘ＝Ａ（ｘ，ｙ）／（Ａ（ｘ，ｙ）＋Ｂ（ｘ，ｙ）＋Ｃ（ｘ，ｙ））
見込み角および観測点の算出方法は、１つの検出部８を用いる場合と同様である。このような色度算出処理は、ディスプレイなどの視野角特性を測定する場合に有利になる。

＜Ｋ．その他の実施の形態＞
上述の図７および図９には、回転平面ミラー５を紙面縦方向の軸方向に関して回転させる構成を例示するが、この回転方向は紙面横方向であってもよい。さらに、回転平面ミラー５を２つの軸に関してそれぞれ独立に回転させてもよい。回転軸を増やすことで、撮像範囲をより拡大できる。

＜Ｌ．利点＞
本実施の形態に従う配光特性測定装置は、光源１０から照射される光を回転平面ミラー５が反射して（折り返して）検出部８へ導く構成を採用する。このような構成を採用することで、光源１０から検出部８までの距離を短縮できる。これによって、回転軸（中心軸）から回転平面ミラー５までの距離を長くする必要がなく、検出部８および回転平面ミラー５の回転半径を小さくできるので、装置をより小型化および軽量化できる。

また、本実施の形態に従う配光特性測定装置は、回転平面ミラー５の回転半径を小さくできるので、回転駆動に係る支持部３およびアーム４の構造を簡素化および軽量化できる。さらに、検出部８を回転軸（中心軸）の付近に配置できるので、回転駆動に係るモーメントを低減できるので、支持部３およびアーム４の構造をより軽量化できる。これに伴って、検出部８および回転平面ミラー５の回転速度をより高めることができるので、測定に要する時間を短縮できる。このとき、２枚のミラーを使用することで、光源１０から検出部８へ入力する光の偏光を解消できる。

また、本実施の形態に従う配光特性測定装置は、回転平面ミラー５を回転させることで、検出部８の撮像範囲を拡大できる。検出部８としてラインセンサーを用いた場合には、光源１０の発光面の大きさに応じて、回転平面ミラー５をその回転軸に関して回転させつつ撮像を行なう。そのため、光源１０の発光面の大きさに応じて、レンズ７などで検出部８の画角を調整する必要がない。つまり、光源１０の発光面の大きさに応じて、回転平面ミラー５の回転角度の範囲を調整するだけでよいので、様々な光源１０の配光特性を容易に測定できる。

また、本実施の形態に従う配光特性測定装置において、複数の検出部を配置してもよく、この場合には、光源１０に対する見込み角を同一としつつ、同一の観測点を複数の検出部がそれぞれ撮像することができる。これによって、色度などの算出を短時間で行なうことができる。このとき、複数の検出部の撮像を並行して行なうことができるので、測定に要する時間を短縮できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 配光特性測定装置、２ ベース部、３ 支持部、４ アーム、５ 回転平面ミラー、６ 固定平面ミラー、７ レンズ、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ 検出部、１０ 光源、１１ Ｘ軸モーター、１２ Ｙ軸モーター、１３ 回転ミラー用モーター、１００ コンピュータ、１０１ ＣＰＵ、１０２ 主メモリ、１０３ ＨＤＤ、１０４ 通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、１０５ 表示部、１０６ 入力部、１０７ バス、１１０ トリガー装置。

Claims (9)

1. 光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置であって、
   前記光源からの光を検出する検出部と、
   前記光源からの光を反射して前記検出部へ導くためのミラーと、
   前記検出部および前記ミラーを一体として、前記光源を通る第１軸および前記第１軸に直交しつつ前記光源を通る第２軸に関してそれぞれ自在に、前記光源に対して相対回転移動させる移動機構と、
   前記光源から前記検出部までの光路長を維持しつつ前記ミラーを前記第２軸と平行な第３軸に関して回転させる回転機構と、
   前記光源に関して、前記第１軸に関する回転角度および前記第２軸に関する回転角度を異ならせて、前記ミラーを複数の測定位置に配置するとともに、各測定位置において前記ミラーを前記第３軸に関して異なる回転角度に回転させることで前記検出部によって検出される複数の測定結果に基づいて、前記光源の配光特性を算出する演算部とを備える、配光特性測定装置。
2. 前記回転機構は、前記ミラーが前記第３軸に関する第１の回転角度にある場合の前記検出部の撮像視野と、前記ミラーが前記第３軸に関する第２の回転角度にある場合の前記検出部の撮像視野とが互いに重複しないように、前記ミラーの回転角度を制御する、請求項１に記載の配光特性測定装置。
3. 前記演算部は、前記ミラーの前記第３軸に関する回転角度に関連付けて、前記検出部の前記光源に対する見込み角を算出する、請求項１または２に記載の配光特性測定装置。
4. 前記検出部の焦点を前記光源の発光面に合わせるためのレンズをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配光特性測定装置。
5. 前記ミラーから前記検出部までの光路上に配置される第２のミラーをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の配光特性測定装置。
6. 前記検出部は、前記ミラーの回転中心に対して、所定の所定規則に従って配置された複数の検出面を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の配光特性測定装置。
7. 前記回転機構は、前記ミラーの回転中心について隣接する２つの検出面がなす角度の半分の角度ずつ、前記ミラーを回転させる、請求項６に記載の配光特性測定装置。
8. 前記演算部は、前記第１軸に関する回転角度と前記第２軸に関する回転角度とに関連付けて、測定結果を格納する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の配光特性測定装置。
9. 光源の配光特性を測定するための配光特性測定方法であって、
   前記光源に関して、前記光源からの光を検出する検出部、および、前記光源からの光を反射して前記検出部へ導くためのミラーを一体として、前記光源を通る第１軸および前記第１軸に直交しつつ前記光源を通る第２軸に関してそれぞれ自在に、前記光源に対して相対回転移動させることで、複数の測定位置に配置するステップと、
   各測定位置において、前記光源から前記検出部までの光路長を維持しつつ前記ミラーを前記第２軸と平行な第３軸に関して異なる角度に回転させるステップと、
   前記検出部によって検出される複数の測定結果に基づいて、前記光源の配光特性を算出するステップとを備える、配光特性測定方法。

Images